Методическая разработка открытого внеклассного мероприятия

Каспийский институт морского и речного транспорта имени генерал-адмирала Ф.М. Апраксина - филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Волжский государственный университет водного транспорта»

Методическая разработка

открытого внеклассного мероприятия

2021 г.

Учебная конференция

Автор: Суриков В.А.

Характеристика мероприятия

Группы: 41ММ

Предмет: Судовые энергетические установки (включая тренажер вахтенного механика).

Цель: цель проведения конференции – это передача информации о новых результатах в ходе докладов, обмен знаниями и передовым опытом в продвижении научных разработок; выявление новых областей применения результатов работ, изложенных в докладах; практическое ознакомление студентов с постановкой и разрешением научных и технических проблем в сфере судостроения, судовых систем и эксплуатации судов.

Тип занятия: Занятие обобщения, систематизации знаний.

Краткое описание: научная конференция, посвященная современным направлениям в развитии кораблестроения и эксплуатации судов.

Подготовка: поиск курсантами информации по тематике конференции.

Представление участников:

• ведущий;
• участники.

Научная конференция посвященная современным направлениям в развитии кораблестроения и эксплуатации судов.

Преподаватель: Здравствуйте уважаемые курсанты, рад вас приветствовать на нашей научной конференции! Сегодня мы рассмотрим такие темы, как:

1.                 Современные суда и их отличительные особенности (В данной теме будут рассмотрены, наиболее интересные, совершенно новые  суда, которые уже построены или будут построены в ближайшее время

2.                 Аварии судов (В связи с недавно произошедшими событиями в Суэцком канале, а также ряда других аварий судов, остро возникает проблема, подробного рассмотрения и обсуждения данного вопроса)

3.                 Современные тенденции в развитии Судовых двигателей (Здесь мы рассмотри с вами совершенно новые принципы в развитии судовых двигателей, а также, чем они лучше своих предшественников)

Преподаватель: Я знаю, что некоторые из вас подготовили небольшие доклады и презентации на данные темы, поэтому, в процессе занятия, вам также будет дано слово.

Прежде, чем начать, я хотел бы спросить вас, чем отличаются, такие термины, как «судно» и «корабль»? любое ли судно можно назвать кораблем?

Ответ: Хотя в повседневной речи понятия «судно и корабль» употребляются как синонимы, в соответствии с морской терминологией кораблями являются только военные плавсредства, гражданские же плавсредства следует называть судами.

Преподаватель: Итак, я объявляю нашу научную конференцию открытой, и начнем с нашей первой темы «Современные суда и их отличительные особенности».

Вопрос: Как вы считаете, какие возникают проблемы при эксплуатации судов, на сегодняшний день?

Ответ: Конечно, основная проблема, это проблема экологии. Вещества, загрязняющие море с судов, подразделяются на четыре группы: нефть; вредные вещества (кроме нефти); сточные воды; мусор. А также сюда можно отнести тот, факт, что нефть становится все сложнее и сложнее добывать, а запасы нефти стремительно кончаются.

Вопрос: Какие виды альтернативных источников топлива существуют на сегодняшний день и могут применяться на судах?

Сейчас, я вам расскажу о судне, которое, для своей работы использует энергию ветра, солнца и волн.

Итак, вашему вниманию представляется «Тесла морского исполнения», а если быть точным названия данного судна "Teslaoftheseas".

Вопрос: Как вы думаете, что такого необычного в данном проекте судна? Чем она отличается от существующих на сегодняшний день судов?

Ответ: Во первых, основное отличие данного судна от любого другого, это абсолютное отсутствие выбросов в окружающую среду. Проектировщики уверяют, что данное судно будет работать использую силу ветра, солнечные батареи , также нельзя не сказать об оптимизации обводов корпуса судна, а также о современном программном обеспечении, способном прогнозировать погодные условия.

Несмотря на запатентованные тройные паруса-крылья, в помощь им, на судне будет дизель-электрическая установка. Само собой, нового поколения. И все выбросы от работы дизеля будут тщательнейшим образом отловлены и уничтожены. Ну, а эти самые трёхстворчатые паруса-крылья даже уже испытали, и выяснили, что они намного эффективнее "однокрылых" парусов.

Цитирую, с сайта проектировщика: «Как это работает?

Система Windship представляет собой вспомогательный источник питания, каждая установка представляет собой три вертикальных крыла, установленных на высоте 35 метров.

В приведенной ниже таблице показано количество киловатт (кВт), генерируемое крыльями, на примере полностью загруженного судна дедвейтом 74 000 тонн с тремя буровыми установками, движущегося под двигателем со скоростью 12 узлов.

Мощность двигателя представлена как фактическая мощность 6000 л.с. для двигателя мощностью 11000 л.с. с учетом неэффективности трансмиссии и гребного винта. 6000 л.с. - это тяга, создаваемая в воде для движения корабля. Другие цветовые кривые представляют мощность, генерируемую крыльями, которая является прямой мощностью без потери эффективности.

Кривые мощности для 3 буровых установок Windship на балкере дедвейтом 74000 тонн

Технология Windship - Путь к чистому нулю.»

Предполагается, что данные суда будут построены и введены в эксплуатацию уже к 2024 году.

Преподаватель: В настоящее время, появляется все больше и больше различных проектов, которые, удивляют своими технологическими предложениями. Но, сейчас,хотелось бы уделить, немного времени, на те, суда, которые уже введены в эксплуатацию.

Итак, В 2019 году норвежская круизная компания Хуртигутен (Hurtigruten) пополнила свой флот совершенно новым судном, названным MS RoaldAmundsen. Судно оснащено гибридной силовой установкой, которая позволит снизить расход топлива и вредные выбросы в атмосферу, а также продемонстрировать миру, что гибридная силовая установка на больших судах возможна.

Лайнер Хуртигутен

Схема силовой установки  MS RoaldAmundsen (Руаль Амундсен)

MS RoaldAmundsen (Руаль Амундсен) - первый из двух гибридных кораблей, которыми компании Hurtigruten (Хуртигутен) пополнит свой флот в ближайшие несколько лет. В машинном отделении лайнера находятся два больших аккумулятора, способных питать корабль в течение 30 минут. Однако Руаль Амундсен использует их подобно Тойоте Приус: электрическая энергия аккумуляторов снижает пиковую нагрузку на двигатели, позволяя работать им на стабильных оборотах и сокращая выбросы на 20%.

Экспедиционное круизное судно RoaldAmundsen класса Hurtigruten Explorer, созданное специально для плавания в Антарктике и полярных водах, - это первый в мире круизный лайнер-гибрид, который) может использовать для своего движения энергию аккумуляторов, заряжающиеся в ходе движения корабля избыточной энергией с двигателей. Это позволит не только уменьшить выбросы СО2, но и снизить потребление топлива.

Ледовый класс PC6 позволяет лайнеру выполнять круизы в однолетних льдах умеренной толщины с включениями многолетнего льда в период летнее-осенней навигации.

Вопрос: Скажите пожалуйста, знает ли кто-нибудь, кто такой Рауль Амундсен?

Рауль Амундсен - Первый человек, достигший Южного полюса. Первый человек, побывавший на обоих географических полюсах планеты. Именно в его честь назван корабль, специально построенный для плавания в полярных водах. Он служит комфортабельным базовым лагерем в море, доставляя искателей приключений со всего мира в самые живописные места Севера планеты самым экологичным способом.

Технические характеристики лайнера:

Год постройки: 2019

Количество пассажиров: 530 человек

Длина корабля: 140 м

Ширина корабля: 23,6 м

Количество палуб: 11

Максимальная скорость: 15 узлов

Каюты лайнера MS RoaldAmundsen

Научный центр Амундсена на лайнере MS RoaldAmundsen

Научный центр оснащен самыми современным оборудованием. Помещение включает в себя лекционные аудитории, небольшую библиотеку и специальные зоны для проведения семинаров по фотографии, биологии и многого другого.

Давайте посмотрим короткое видео, где можно будет рассмотреть подробнее данный лайнер:

https://www.youtube.com/watch?v=V5_hkC47nk0

А сейчас, я хотел бы пригласить ФИО, они подготовили  небольшуюдоклад о еще некоторых типах современных судов.

ДОКЛАД КУРСАНТА

Преподаватель: Технологии постоянно меняются, и вам как будущим специалистам необходимо постоянно следить за всеми возможными изменениями. Большинство современных судов имеют автоматизированные системы управления, а значит это позволитсудовладельцам значительно сократить количество обслуживающего персонала, соответственно возрастает и конкуренция при трудоустройстве.

БЛОК 2: Далее, мы рассмотрим с вами основные аварии судов, а также их причины.

Вопрос: Какие виды аварий судов вам известны?

Ответ: Различают следующие виды общей аварии:

·                     Выбрасывание груза за борт

·                     Тушение пожара

·                     Намеренная посадка судна на мель

·                     Снятие судна с мели

·                     Заход судна в место убежища

·                     Перемещение на борту судна, выгрузка либо обратная погрузка груза, топлива или предметов снабжения

·                     Временный ремонт судна

·                     Постоянный ремонт судна

·                     Задержка судна ради общей безопасности

·                     Признание судна непригодным к плаванию

·                     Спасание судна с грузом

·                     Меры по предотвращению или уменьшению ущерба окружающей среде

·                     Повреждение или гибель груза, топлива либо предметов снабжения

·                     Потеря фрахта

·                     Заменяющие расходы

·                     Гибель судна

Я думаю, все сейчас, знают о резонансной аварии, которая произошла в Суэцком канале

Вопрос: Кто может рассказать, что там произошло?

Ответ: Гигантский контейнеровоз заблокировал движение в Суэцком канале. Судно Evergreen село на мель, а течением его развернуло поперек водной магистрали. Все попытки сдвинуть контейнеровоз буксирами провалились.В результате в акваториях средиземного и Красного морей скопилось большое количество кораблей, которые ждут прохода.

Грузовое судно шло под флагом Панамы из Китая в Нидерланды. На его борту находятся тысячи контейнеров. Власти Египта выслали на помощь гиганту дополнительные буксиры.

Глава администрации Суэцкого канала, советник президента Египта Мохаб Мамиш возложил вину за блокировку движения в канале на капитана севшего на мель контейнеровоза Ever Give.

24 марта в Суэцком канале Ever Given сел на мель, заблокировав движение. В очередь на вход в канал выстроились сотни судов. К 27 марта их число достигло 327.

Перегородивший Суэцкий канал контейнеровоз Ever Given сняли с мели, сообщил поставщик морских услуг Inchcape Shipping.

"(Судно. — Прим. ред.) Ever Given было успешно снято с мели в 04:30 по местному времени.

Суэцкий канал — один из самых загруженных морских торговых путей в мире, его длина составляет 160 километров, ширина — до 250 метров, глубина — до 20. Он соединяет Средиземное и Красное моря и позволяет водному транспорту проходить в обе стороны между Европой и Азией без огибания Африки (в день — около 50 судов)

Вопрос: Как вы думаете, сколько стоила мировой экономике данная авария?

Ответ: блокировка канала стоила мировой экономике почти десять миллиардов долларов в день.

Владелец судна Ever Given, которое на неделю перекрыло Суэцкий канал, намерен не доводить дело до суда и выплатить компенсацию в рамках мирового соглашения. Об этом заявил «РИА Новости» советник президента Египта по развитию морских портов и Суэцкого канала адмирал Мохаб Мамиш.

«Нет, до этапа суда ситуация не дойдет, владелец судна хочет выплатить компенсацию, достигнув мирного соглашения», — сказал Мамиш, добавив, что расследование инцидента завершится, скорее всего, за неделю.

По словам чиновника, намерение судовладельца добровольно выплатить компенсацию за блокировку Суэцкого канала исключает задержание капитана контейнеровоза и применение к нему каких-либо юридических мер.

Мамиш также отметил, что компенсации за простой владельцам судов, застрявших из-за Ever Given на входах в канал, выплатят их страховые компании.

Преподаватель: В истинных причинах аварии предстоит разбираться следствию, было ли это случайностью, или намеренным действием. На мой взгляд, здесь вряд ли обошлось без политики, так как многим странами данная авария пошла лишь на руку.

Преподаватель: А сейчас, я хотел бы пригласить ФИО курсантов, для того, чтобы они также рассказали, о других авариях, которые происходили с судами.

ДОКЛАД КУРСАНТОВ

Вопрос: Как вы думаете какие ошибки приводят к авариям?

На мой взгляд, этот вопрос необходимо рассматривать комплексно. В первую очередь, к одной из основных проблем необходимо  отнести некомпетентность команды, к сожалению, сейчас мы все чаще встречаемся с не профессиональностью специалистов, с отсутствием опыта, именно это чаще всего  приводит к непоправимым последствиям. Каждый человек, который работает на судне, несет огромную ответственность вне зависимости от занимаемой должности. Правильное распределение обязанностей и строгое соответствие нормам и правилам, а также обязательная  дисциплина поможет максимально избежать возникновения аварий.

Следующая проблема это неисправность отдельных механизмов, а также системы в целом. Данная проблема происходит из-за несвоевременного или некачественного ремонта.

Вопрос: Какие виды ремонта судов, вы знаете?

Ответ:  «Положение о ремонте судов» Министерства морского флота предусматривает следующие виды ремонта: планово-предупредительный, восстановительный, аварийный и поддерживающий.

Планово-предупредительный ремонт для отдельных механизмов, комплектов, узлов и элементов судна подразделяется на текущий и капитальный ремонт, а для всего судна — на малый и большой.

Текущий ремонт обеспечивает бесперебойность плавания судна до ближайшего следующего планового ремонта и производится ежегодно. При этом ремонте устраняются в основном мелкие дефекты (например, очищают и окрашивают корпус, устраняют возникшие неплотности, пригоняют отдельные детали и узлы и др.), он может выполняться как с выводом, так и без вывода судна из эксплуатации.

Капитальный ремонт отдельных механизмов, комплектов, узлов и элементов судна состоит в восстановлении их технико- эксплуатационных характеристик. Этот ремонт является продолжительным и по объему значительно отличается от текущего. Например, при капитальном ремонте изготовляют и заменяют отдельные секции; устанавливают новые серийные механизмы и устройства с более высокими и совершенными технико-экономическими и эксплуатационными характеристиками и т. п.

Малый ремонт судна проводится ежегодно и по своим характеристикам соответствует указанному выше текущему ремонту; производится как в заводских условиях, так и без вывода судна из эксплуатации.

Большой ремонт выполняется в сроки, устанавливаемые «Положением о ремонте судов» в зависимости от типа судна. При этом ремонте обычно выполняются работы по капитальному ремонту судна.

Восстановительный ремонт производят с целью восстановления судов, выбывших из состава действующего флота в результате значительной изношенности или больших повреждений. Этот ремонт производят в исключительных случаях — в основном для восстановления особенно ценных, уникальных судов.

Аварийный ремонт выполняют для устранения повреждений, вызванных аварией или аварийным происшествием (перечисленных в аварийном акте).

Поддерживающий ремонт производят после исключения судна из системы планово-предупредительного ремонта. Этот вид ремонта применяется в тех случаях, когда из-за большого износа судна в целом или его отдельных элементов приведение его в удовлетворительное техническое состояние потребует больших затрат на капитальный ремонт, которые не могут быть возмещены в период дальнейшей эксплуатации судна.

Преподаватель: Ремонт должен производиться согласно предъявляемым требованиям к тому, или иному типу судна.

Очень часто работая на судне, мы встречаем такую ситуацию, когда персонал выполняя ремонт определенных механизмов, делает эту работу некачественно. Мы часто можем услышать, такую фразу при ремонте определенных механизмов или систем: «На мой век хватит, а потом команда смениться и они сделают еще раз». К сожалению, это частое явление, которое, во первых, укорачивает срок службы судна, так как механизмы и системы работают на износ, а во вторых, такое отношение к работе, может стать одним из факторов аварий.

Также, здесь, хотелось бы, сказать о том, что несмотря на то, что современные суда становятся все более и более автоматизированными, многие производители компьютерных судовых систем уверяют нас, в том, что именно их программное обеспечение, гарантирует 100% безопасность, нельзя полностью полагаться только на них.

Несоблюдение правил и норм безопасности. Это также очень важный аспект, о котором нельзя забывать, команда обязана выполнять все необходимы действие для соблюдений норм и правил безопасности, и не в коем случае, не пренебрегать ими.

Блок 3: Современные тенденции в развитии судовых двигателей

Вопрос: Скажите пожалуйста на каких видах топлива может работать судовой двигатель?

Преподаватель: Итак, необходимо начать с того, на сегодняшний день, основным видом топлива для судового двигателя является  дизельное топливо. Оно имеет как положительные стороны, так и множество отрицательных.

Вопрос: Как вы думаете на сколько лет хватит миру запасов нефти?

Ответ: Итак, последние расчёты «срока жизни» показывают, что даже при нынешних объёмах уровня потребления 1,734 трлн баррелей нефти миру хватит всего на 53 года.

Данный факт не может, не беспокоить современных ученых. Нельзя, не упомянуть еще тот факт, что двигатели на дизельном топливе оказываю колоссальное отрицательное воздействие на окружающую среду.

В ближайшие годы из-за ужесточения экологического законодательства многим судовладельцам предстоит сделать важный выбор в части энергоустановок своих судов. Вариантов снизить выбросы вредных веществ не так уж и много. Можно перейти на малосернистое топливо, но его стоимость намного выше обычного судового топлива. Можно установить устройство очистки выхлопных газов от серы (скруббер), но для этого потребуется дополнительное место. Наконец, можно перейти на газовое топливо, получаемое на борту из сжиженного природного газа (СПГ).

Помимо полностью газовых, многие производители предлагают двухтопливные двигатели (как правило, имеют в обозначении буквы DF – dualfuel).

Принцип работы

На газовом топливо без особых конструктивных изменений легко перевести автомобильные бензиновые двигатели внутреннего сгорания, где воздушно-топливная смесь воспламеняется от свечи зажигания. Однако на судах используются дизельные двигатели, где воспламенение топлива происходит от сжатия.

Для решения этой проблемы используется так называемое запальное или пилотное топливо. Обычно это дизельное топливо, которое подаётся в цилиндр в небольшом количестве (1-3% от общего объёма) вместе с газом. Таким образомдвухтопливный двигатель работает в режиме газодизеля.

Для работы с традиционным жидким топливом (тяжёлый мазут (HFO), судовое дизельное топливо (MDO), судовой газойль (MGO)) двухтопливный двигатель переводится в обычный режим дизеля, во время которого в цилиндр подаётся еще один вид топлива.

Сложности и решения

Очевидно, что возможность использования режимов дизеля и газодизеля в одном двигателе влечёт за собой ряд задач, требующих решения. Например, значительно повышаются требования к топливной аппаратуре.

Разные производители по-разному решают эти задачи. Например, в двухтопливном двигателе MAN 35/44 DF для режима газодизеля используется отдельная система впрыска.

Японский производитель Yanmar в двухтопливном двигателе 6EY26DF применил технологию высокоточного воздушного потока, которая позволяет оптимизировать условия сгорания. В результате производитель заявляет возможность переключения между режимами даже при полной нагрузке двигателя.

Двухтопливные двигатели 6EY26DF / Фото: Yanmar

Ёмкости для хранения СПГ на танкере проекта 114К / Фото: ТГД

Преимущества и недостатки

Главным достоинством двухтопливного двигателя производители называют гибкость. При технической неисправности одной топливной системы можно переключиться на другую. То же самое можно сделать, если закончится один из видов топлива. Также для судовладельцев появляется возможность выбирать топливо, более выгодное по цене в данный момент.

Из недостатков специалисты отмечают, что при тех же массо-габаритных характеристиках двухтопливные двигатели, как правило, обладают меньшей мощностью, чем дизельные собратья. Помимо этого, для работы с газом потребуется установка дополнительного оборудования: ёмкостей для хранения, испарителей, трубопроводов, систем подачи газа.

Впрочем, производителей двигателей это не смущает, и они готовы предложить компактные решения по переходу на газ не только для создаваемых, но и уже построенных судов.

Преподаватель: А теперь давайте, рассмотрим на примере, как же выглядит и какие имеет характеристики самый мощный в мире двухтопливный судовой двигатель.

6 мая 2020 года двигателестроительная компания Winterthur Gas & Diesel (WinGD, дочерняя структура Китайской государственной судостроительной корпорации CSSC) получила одобрение на самый большой и мощный в мире судовой двигатель, способный работать на сжиженном природном газе (СПГ).

Первая партия таких двигателей будет установлена на серию из девяти суперконтейнеровозов вместимостью 23 тыс. тонн каждый.. Эти суда станут крупнейшими в мире контейнеровозами, работающими на СПГ, и ещё одним шагом на пути к переходу к альтернативным источникам энергии в судоходстве.

Установка коленвала на двигатель X92DF

Одобрение было выдано по результатам серии испытаний при полной нагрузке двигателя в режиме дизеля и газодизеля. Процедура заняла длительное время с учётом размеров и веса дизеля.

В линейке X92DF представлены семь двигателей с диаметром цилиндра 920 мм. Характеристики зависят от числа цилиндров. В минимальной комплектации из 6 цилиндров такой двигатель развивает мощность 31920 кВт. Его длина составляет 11,57 м, вес – 1120 тонн. Самая мощная версия выдаёт 63840 кВт при длине 22,7 м и весе 2140 тонн. При этом частота вращения вала составляет всего 80 оборотов в минуту. Высота такого двигателя превышает 15 м.

Установка шатуна на двигатель X92DF / Кадр из видеоролика WinGD

Интересно, что за экологичность двухтопливным двигателям приходится платить мощностью. В линейке WinGD есть обычный монотопливный дизель 12X92, максимальная мощность которого достигает 77400 кВт.

Однако в современном мире всё чаще нужны не только мощные, но и экологичные машины. По данным производителя, двухтопливный двигатель позволяет сократить на 20% выбросы оксидов азота, оксидов серы и твёрдых частиц. При продвижении на рынке новых суперконтейнеровозов французы из CMA CGM делают ставку именно на экологичность.

Другие судоходные компании также проявляют интерес к экологичным двигателям. Всего производитель WinGD получил 320 заказов на двухтопливные двигатели серии X-DF, 60 из них уже находятся в эксплуатации.

Преподаватель: А сейчас, я хотел бы пригласить курсантов ФИО, для того, чтобы они также, со своей стороны, осветили современные разработки ученных в области судовых двигателей и альтернативных видов топлива.

ДОКЛАД КУРСАНТОВ

Преподаватель: Подводя, итоги, хотелось бы сказать, что наука не стоит на месте, а наоборот движется с колоссальной скоростью, и это не может не радовать. Поэтому, для вас, как для будущих специалистов сейчас стоит задача, постепенно изучать все изменения, которые происходят в сфере судостроения, судовых систем, судовых двигателей и т.д. И конечно, от вашего профессионализма, качества выполняемой работы, зависит очень многое, благодаря этим качества, можно достигнуть больших высот, а также избежать ошибок, которые могут привести к непоправимым и серьезным авариям. Я хочу, сказать, спасибо всем присутствующим преподавателя, руководителям нашего учебного заведения, а также хочу, отдельно поблагодарить всех курсантов, которые принимали активное участие в нашей научной конференции.

Спасибо за внимание!

1 блок: «Самые необычные суда»,документ

2 блок: «Аварии» документ

3блок: Двигатели: https://itboat.com/articles/88-dvigateli-buduschego

Скачано с www.znanio.ru